biomoleculas b.c 12 (1)

8/17/2019 Biomoleculas B.C 12 (1)

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LAS BIOMOLÉCULAS• Son los componentes más

abundantes en una célula despuésde agua.

• Incluyen:las proteínaslos hidratos de carbono

los lípidoslos ácidos nucleicos

• Son estructurales y funcionales.


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Los bioelementos

• Son los elementos más abundantesen las biomoléculas (en las células).

• Incluyen carbono, hidrgeno,o!ígeno, nitrgeno, a"ufre y fsforo.

• #omprenden entre $% a $$ & de lacomposicin de los organismos.


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Fig. 3.05

Monómero + Monómero Dímero

CondensaciónEnzima A

Hidrólisis

Enzima B

Síntesis de biomoléculas

• Las biomoléculas se forman por síntesispor deshidratacin cuando se unen dos omás monmeros.


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Carbohidr

atos


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Carbohidratos

• Sir-en principalmente como fuente decarbono y energía a ni-el celular.

• Se componen de los elementalescarbono, hidrgeno y o!ígeno.

– Se arreglan en una frmula empírica

#(/0)1n.

• Los monmeros o unidades más simples2ue forman los hidratos de carbono son

los monosacáridos o azúcares


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• Los monosacáridos pueden unirsepor enlaces co-alentes conocidoscomo glucosídicos para formarpolímeros.

• Los hidratos de carbono se di-idenen tres categorías por el n3mero de

a"3cares:•

• onosacáridos

• 4isacáridos•


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Monosacári

dos• Las a"3cares simples se clasi6can por eln3mero de átomos de carbono en:• 7riosas 8 9 #

• 7etrosas 8 #

• 5entosas 8 ; #

• /e!osas 8 < #

• /eptulosas 8 = #


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riosas de

importancia biolgica• !os"o#liceraldehí

do 8 es unintermedioimportante endiferentes rutasmetablicas.

• $ihidro%iacetona"os"atada 8 esismero defosfogliceraldehído.

PGAL (C3H6O3)(aldehído)

DHA (C3H6O3)(a ketone)


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&entosas importantes

• 'ibosa 8 forma parte de losnucletidos del >?.

• $eso%iribosa 8 se forma cuandoribosa pierde un átomo de o!ígeno yforma parte de los nucletidos del

4?.

• 'ib(losa 8 inter-iene en el #iclo de

#al-in y 'enson para la 6@acin de


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5entosas

Ribosa (C5H10O5)Deoxiribosa (C5H10O4)


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)e%osas de importancia

• *l(cosa 8 es la fuente principal deenergía y carbono para la mayoríade los organismos.• 7iene < #, A0 / y < .

• Su frmula es #


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• !r(ctosa 8 es ismero de glucosa y esimportante como intermedio en rutascatablicas.

• 7iene el grupo carbonilo en el segundocarbono.

• Bs una cetona.

• *alactosa + forma parte de la lactosa.


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Glucosa (C6H12O6)(aldehído))

Fructosa (C6H12O6)(cetona)

Galactosa (C6H12O6)(aldehído)


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$isacáridos• Se forman por síntesis pordeshidratacin cuando se unen dos

moléculas de monosacáridos porenlaces co-alentes.

•

7ienen importancia com3n.


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B@emplos de disacáridos

• S(crosa ,sacarosa- + es la a"3car demesa y se utili"a para endul"ar.

• Se compone de glucosa y fructosa.

• La caCa y la remolacha son sus principalesfuentes.

• Lactosa 8 es la a"3car de la leche.• Se compone de glucosa y galactosa.

• Maltosa 8 es la a"3car de malta.•

Se compone de dos moléculas de glucosa.


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4isacáridosEnlace glucosídico

MaltosaC12H22O11

Enzima

Enzima

SucrosaC12H22O11

GlucosaC6H12O6

GlucosaC6H12O6

GlucosaC6H12O6

Fructosa


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Oli#osacáridos

• Son hidratos de carbono 2ueconsisten de cadenas cortas demenos de die" monosacáridos.

• 7ienen importancia comomoléculas estructurales.

• Son importantes en las membranascelulares.


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&olisacáridos

• Son hidratos de carbono 2ue consisten decadenas de más de die" monosacáridos.

• Sir-en como moléculas de reser-a decarbono y energía.

• Son moléculas estructurales 2ue dan

soporte en las células y organismos.• La manera como se formen los enlaces

entre los monosacáridos determina suspropiedades.


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&olisacáridos

• Se clasi6can en dos tipos generales:

)omopolisacáridos estáncompuestos por moléculas del mismomonosacárido.• B@emplo: almidn (polímero de glucosa)

)eteropolisacáridos están formadospor diferentes monosacáridos.• B@emplo: el agar


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&olisacáridos

• Almid/n 8 es un polímero de glucosa2ue sir-e como reser-a en células-egetales.

– Sus moléculas de glucosa se arreglanformando una estructura enrollada o torcida.

– +n organismo lo puede utili"ar como reser-a

de carbono y energía si tiene amilasa parahidroli"arlo.

– Las plantas lo almacenan en las raíces, en los

tallos o en las ho@as.


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lmidn


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&olisacáridos

• *l(c/#eno 8 es un polisacárido dereser-a en células animales.

– Los humanos lo almacenamos en lascélulas del hígado y de los m3sculos.

– #onsiste de moléculas de glucosa 2uese arreglan formando cadenasrami6cadas.


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&olisacáridos• Cel(losa D es el compuesto orgánico más

abundante en la naturale"a. – Bs un polímero lineal.

–

#onsiste de monmeros de glucosa y es una sustancia6brosa insoluble en agua.

– Bs una molécula estructural de la pared celular de

mayoría de las células -egetales.


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&olisacáridos• 0(itina + es un polisacárido modi6cado por2ue

tiene nitrgeno en sus monmeros 2ue sonmoléculas de acetilglucosamina.

– Bs un componente estructural del e!oes2ueleto deartrpodos y de la pared celular de la mayoría de loshongos.

N-acetilglucosamina

Quitina


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&olisacáridos

• A#ar + es un heteropolisacárido comple@o.

Bs producido por algas marinas ro@as y pardas.

Se utili"a en microbiología como solidi6cantede medios de culti-o y sir-e para preser-ar odar sua-idad a algunos alimentos.

La gran mayoría de los organismos no tenemoslas en"imas para hidroli"arlo y no lo podemosutili"ar.• Slo algunas bacterias y algunos hongos lo hidroli"an.


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LE5I4S


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Lípidos• Bstán formados por los elementos:carbono1 hidr/#eno 2 o%í#eno.

• Sus monmeros son los ácidos #rasos yFo el #licerol 2ue se unen por enlacesco-alentes tipo éster.

• 7ienen una consistencia aceitosa o cerosa.

• Son moléculas no polares


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Gunciones de los lípidos• Sir-en principalmente como reser-as deenergía.

• Son moléculas estructurales de soporte.

• demás sir-en como aisladores, para

formar capas protectoras y para atraerinsectos para la polini"acin de las Hores.

– Bn el cuerpo humano hay un A;D0; & de lípidos

almacenados en los adipocitos.


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7ipos de lípidos

• Los lípidos es un grupo di-erso

de compuestos orgánicos 2ueincluye:

–

los triglicéridos – los fosfolípidos – los terpenos

– los glucolípidos


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Los triglicéridos

• Se conocen com3nmente como #rasas ysir-en como reser-a de energía.

• #onsisten de una molécula de #licerol unida a tres moléculas de ácidos #rasos.

– Bl glicerol tiene tres carbonos y un grupohidro!ilo (8/) unido a cada carbono.

– Los ácidos grasos tienen un es2ueleto deátomos de carbono sin rami6car unido a átomosde hidrgeno y un grupo carbo!ilo (D#/) 2uele da las propiedades de ácido orgánico.


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Los triglicéridos

• Las grasas se forman por síntesis pordeshidratacin entre tres cadenas de

ácidos grasos y una molécula deglicerol por esto se conocen comotriglicéridos.

• B!isten diferentes ácidos grasoscomo por e@emplo: esteárico, oleico y

palmítico y por esta ra"n, hay


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Carboxilo

Glicerol(a) Ácido graso

Enlace éster

(b)

Ácido palmítico

Ácido oleico

Ácido linoleico

(c)Palmítico (d) Oleico (e) Linoleico

Triglicérido


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Las grasas

• 7ienen menos átomos de o!ígeno ymás enlaces de hidrgeno 2ue otrasmacromoléculas. –

7ienen más energía acumulada.

– ?o tienen una regin electropositi-a paraatraer átomos de hidrgeno del agua y

son no polares e hidro"/bicas.

– ?o se disuel-en en agua, pero si ensustancias no polares como la acetona,éter o metano.


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Las grasas

• #uando una grasa es hidroli"adapara formar ácidos grasos y glicerol,

se libera más energía ($ #alorías)2ue cuando se rompe una moléculade un hidrato de carbono (9.; 8 #alorías).

–Bsto se debe a la gran cantidad deenlaces de hidrgeno 2ue tienen.


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Las grasas

• 5or la cantidad de enlaces dehidrgeno se di-iden en dos

grupos:

–sat(radas

–insat(radas


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Jrasas sat(radas • Su es2ueleto de carbono tiene todos sus

electrones de -alencia compartidos conátomos de hidrgeno en enlaces

co-alentes.

• Las grasas animales como mante2uilla,manteca y tocino son e@emplos de grasassaturadas.

• Son slidas a temperatura de saln por2ue

tienen un punto de fusin alto.


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Jrasas sat(radas • Su es2ueleto de carbono tiene todos sus

electrones de -alencia compartidos conátomos de hidrgeno en enlaces

co-alentes.

• Las grasas animales como mante2uilla,manteca y tocino son e@emplos de grasassaturadas.

• Son slidas a temperatura de saln por2ue

tienen un punto de fusin alto.


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Ceras• Son un tipo de grasas com3n 2ue soninsolubles en agua.

• #onsisten de alcoholes de cadena largaunidos a ácidos grasos de cadena larga.

• 4i6eren de los triglicéridos en 2ue tienen

alcoholes de más de tres carbonos en -e" deglicerol (9#).

• 5ueden ser slidas o aceitosas a temperatura

de saln por2ue pueden ser saturadas oinsaturadas.


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#eras

• Se pueden encontrar formandoestructuras protectoras en plantas oanimales.

– la cutina 2ue cubre y protege las ho@as enplantas

–

la cubiertas grasosas de insectos, de lasplumas de las a-es, de la piel y del pela@e deanimales• Las ceras ayudan a las a-es a Hotar sobre el agua.

• Se utili"an ara reser-ar diferentes


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!os"olípidos• Los fosfolípidos se componen de unamolécula de #licerol, dos de ácidos#rasos y (n "os"ato.

– Bl terminal donde está el fosfato es hidrofílico y elterminal donde están los ácidos grasos eshidrofbico.

– Son el componente estructural principal de lasmembranas celulares.

– Bl fosfato tiene una carga eléctrica de 89 2ue lepermite formar enlace con otro grupo funcional,

como un compuesto nitrogenado.


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!os"olípidos• Los fosfolípidos se componen de unamolécula de #licerol, dos de ácidos#rasos y (n "os"ato.

– Bl terminal donde está el fosfato es hidrofílico y elterminal donde están los ácidos grasos eshidrofbico.

– Son el componente estructural principal de lasmembranas celulares.

– Bl fosfato tiene una carga eléctrica de 89 2ue lepermite formar enlace con otro grupo funcional,

como un compuesto nitrogenado.


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*l(colípidos• Son una combinacin de hidratosde carbono y lípidos.

• parecen en las membranascelulares e inter-ienen en lacom(nicaci/n 3(ímica

intercelular.

• ct3an como lugares de recepcin

en la membrana celular.


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Lipoproteínas• #onsisten de una molécula delípido unida a una molécula de proteína.

• Son parte estructural de lamembrana celular.

• Gorman lugares de recepcin parala comunicacin entre células.


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)ormonas se%(ales,corticoesteroides-

• Incluyen los estrgenos y los andrgenos2ue son las hormonas para lareproduccin se!ual.

• Se forman en la corte"a renal.

• Los esteroides anablicos usados para

aumentar la masa muscular estáncompuestos de testosterona sintética. – Su uso no es recomendable por2ue tienen

efectos secundarios, como causar impotencia,

leucemia, etc...


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4steroles• Los esteroles son un tipo de lípidos

2ue tienen grupos hidro!ilo unidosa los anillos.

• Bl colesterol es el esterol máscom3n y es bien importante por2ue

es parte de la composicin de lamembrana celular de célulaseucaritidas.


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#olesterol

• Se asocia con enfermedades del sistemacardio-ascular, como la arteriosclerosis, enpersonas 2ue ingieren una dieta alta en

grasas.

– Bl colesterol se une a las paredes de los -asossanguíneos y los endurece.

• Las células del hígado pueden sinteti"arcolesterol a partir de grasas, sino el cuerpo

lo toma ya formado de los alimentos.


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#olesterol

• Se asocia con enfermedades del sistemacardio-ascular, como la arteriosclerosis, enpersonas 2ue ingieren una dieta alta en

grasas.

– Bl colesterol se une a las paredes de los -asossanguíneos y los endurece.

• Las células del hígado pueden sinteti"arcolesterol a partir de grasas, sino el cuerpo

lo toma ya formado de los alimentos.


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5itamina $• Bs un esteroide soluble en grasa.• 5romue-e el crecimiento de los huesos, la

minerali"acin y aumenta la absorcin de

calcio en el cuerpo humano.

– Bl aceite de bacalao, los hue-os y productoslácteos son buenas fuentes.

– +na de6ciencia causa ra2uitismo en niCos yosteomalacia en adultos.

– +n e!ceso ocasiona -mitos, pérdida de pesoy daCos renales.


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Los terpenos• Son lípidos parecidos a los esteroides

2ue se deri-an de sustancias decinco carbonos.

• Son subunidades 2ue se unenformando un polímero de cadena

larga insoluble en agua 2ue formaparte de la molécula de cloro6la.


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&'O467AS


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5roteínas

• 7ienen los elementos: carbono,hidr/#eno, o%í#eno, nitr/#eno y

az("re.

• Sus monmeros se conocen como

aminoácidos.

• Son las biomoléculas más

abundantes en las células.


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minoácidos

• B!isten -einte aminoácidos esenciales2ue se unen para formar polímeroscomo las proteínas y los péptidos.

• #ada aminoácido tiene cinco partes:• un átomo de carbono central• un grupo amino terminal

• un grupo carbo!ilo terminal en el e!tremocontrario

• un átomo de hidrgeno• un grupo o radical > (2ue es el resto de la

molécula) D es la parte 2ue -aría entre unaminoácido otro.


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AsparaginaAsn

P O L A R

GlutaminaGln

TirosinaTyr

SerinaSer

TreoninaThr

Grupo R

Carbono

alfa

minoácidos polares

minoácidos con carga


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Fig. 3.16 cont.

Ácido asparticoAsn

Ácido glutamicoGlu

ArgininaArg

LisinaLys

HistidinaHis

ÁCIDOS BÁSICOS

minoácidos con cargaeléctrica

i á id l


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GlicinaGly

AlaninaAla ValinaVal LeucinaLeuIsoleucinaIle

Triptofano

Trp

Prolina

Pro

Cisteína

Cys

Metionina

Met

Fenilalanina

Phe

minoácidos no polares


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Bnlaces en las proteínas

• Los enlaces 2ue unen los aminoácidos encadenas se conocen como enlacespeptídicos.

– Se forman por síntesis por deshidratacin entreel grupo carbo!ilo (8#/) del 3ltimoaminoácido en la cadena 2ue pro-ee un 8/D yel grupo amino (8?/0) del pr!imo aminoácido2ue pierde un 8/K.

– La unin de dos aminoácidos forma undipéptido y la unin de muchos forma unpolipéptido.

•


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Glicina

Grupo R

Alanina(a)

(b)Glicilalanina

Cisteína

GrupoCarbonilo

GrupoAmino Grupo R

Grupoaminolibre

Glicilalanilcisteína (un tripéptido)Freecarboxylgroup

Glicilalanina (un dipéptido)

Enlace péptido

Formación de enlaces péptidos


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4iferencias entre proteínas

• Las proteínas di6eren entre sí en: – el n3mero total de moléculas de

aminoácidos

– la secuencia de aminoácidos en lascadenas

– la cantidad de cada aminoácido

– el n3mero de cadenas de aminoácidos

–


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5roteínas

• Las proteínas se desnaturali"an atemperaturas altas.

• Se precipitan en p/ muy ácido omuy alcalino.

• ?o diali"an a tra-és de la membranacelular por2ue son moléculas de altopeso molecular.


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5roteínas• Son el componente estructural más

abundante en las células.

•

Son moléculas funcionales importantes ani-el celular.

– Su funcin depende de su estructura.

– Bl ni-el de organi"acin determina la funcinbiolgica de una proteína.

– Su forma o con6guracin determina cmo

interact3an 2uímicamente.


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#uatro ni-eles de organi"acinen las proteínas• estr(ct(ra primaria

• estr(ct(ra sec(ndaria

• estr(ct(ra terciaria

• estr(ct(ra c(aternaria


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4str(ct(ra primaria

• Se re6ere a la secuencia lineal delos aminoácidos en una proteína.

• Bs la estructura más simple de unaproteína.


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4str(ct(ra sec(ndaria

• Se forma cuando una proteína se dobla o seenrrolla en el espacio.

• #uando se forma una proteína, se formanenlaces de hidrgeno entre cada cuartoaminoácido en la cadena.

– Bn algunas moléculas, esto ocasiona una formacircular escalonada conocida como patrnhelicoidal.

• Las proteínas 6brosas, como la 2ueratina,

slo tienen estructuras primaria y


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4str(ct(ra terciaria

• Bs una estructura tridimensional 2uese forma cuando algunas proteínasse doblan hacia atrás sobre si

mismas.• Los grupos > en la moléculainteraccionan entre si o el

es2ueleto de carbono se doblacreando la estructuratridimensional permanentemente.

• Se conocen como proteínas


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4str(ct(ra terciaria

• 7ienen enlaces disulfuro (S D S) fuertesentre los átomos de a"ufre de lasmoléculas de cisteína.

• *stos tuercen la molécula formandolos dobleces permanentes en suestructura.

• parece en muchas en"imas y su formadetermina cmo pueden interactuar

con otras moléculas.


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4str(ct(ra c(aternaria

• Se forma cuando dos o más cadenasde polipéptidos globulares

indi-iduales interact3an y se tuercenentre si para formar una molécula deproteína.

• La hemoglobina tiene una estructuracuaternaria formada por cuatro

cadenas polipéptidas

5roteínas de


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5roteínas deimportancia biolgica

• 4nzimas Las en"imas son catali"adores

orgánicos biolgicos 2ue inter-ienen

en las reacciones 2uímicas.

>educen la energía de acti-acin delas reacciones metablicas acelerando

su -elocidad.

Son bien especí6cas para el sustratosobre el cual act3an y para la reaccinue catali"an.


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Bn"imas

• Se componen principalmente de unaproteína 2ue es la 2ue le con6ere laespeci6cidad.

• >e2uieren una temperatura y un p/ptimos para 2ue reaccionen.

• Son reutili"ables por2ue se liberaninalteradas de la reaccin en condicionesnormales.

– #ada célula forma sus propias en"imas en


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)ormonas• Son proteínas producidas porglándulas, te@idos o célulasespeciali"adas en animales.

• Son producidas en áreas especialesde las plantas.

• Inter-ienen en la homeostasis de losorganismos.


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5roteínas estructurales

• 0(eratina 8 es el componenteestructural del pelo, las uCas, laspe"uCas y otras estructurasanimales.

• Actina 8 es una proteína contráctilen el citoplasma 2ue forma partede los micro6lamentos delcitoes2ueleto y del sarcmero de

los m3sculos


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M#I4S ?+#LBI#S


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cti-idad de Introduccin a

cidos ?ucleicos• Ner 5elícula J7#

– /acer reHe!in en torno a:• #onsideraciones éticas y morales• #onsideraciones cientí6cas• tras consideraciones

–

Bntregar reHe!in en la pr!imareunin de la clase


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8cidos n(cleicos• Sus componentes elementalesson: carbono, hidr/#eno,

o%í#eno, nitr/#eno y "/s"oro.

• Sus monmeros son los

n(cle/tidos.


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?ucletidos

• #ada nucletido consiste de unabase nitro#enada, una pentosa y

un #r(po "os"ato.

• La unin de una pentosa con una

base nitrogenada se denominanuclesido.

?ucletido


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Grupofosfato

Adenina(purina) -basenitrogenada

Ribosa

(pentosa)

?ucletido


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'ases nitrogenadas


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'ases nitrogenadas

• Las bases se di-iden en dos grupos:

– Las p(rinas 2ue están formadas por dosanillos de carbono.

• Son adenina y #(anina.

– Las pirimidinas 2ue slo tienen unanillo.

• Son citocina, timina y (racilo.

' it d


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Citosina (C)(a)

(b)

Timina (T) Uracilo (U)

Adenina (A) Guanina (G)

P u r i n a s

P i r i m i d i n a s

'ases nitrogenadas


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5entosas

• Las pentosas de los ácidos nucleicosson:

–ribosa

–deso%iribosa


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?ucletidos

• Los nucletidos de un ácido nucleico slo-arían en la base nitrogenada 2ue tienen.

• B!isten cuatro nucletidos diferentes encada ácido nucleico.

• *stos se unen unos con otros por enlacesfosfodiéster en diferentes secuencias paraformar las moléculas de los ácidosnucleicos 2ue pueden -ariar entre unacélula y otra.


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?ucletidos

• Los nucletidos de un ácido nucleico slo-arían en la base nitrogenada 2ue tienen.

• B!isten cuatro nucletidos diferentes encada ácido nucleico.

• *stos se unen unos con otros por enlacesfosfodiéster en diferentes secuencias paraformar las moléculas de los ácidosnucleicos 2ue pueden -ariar entre unacélula y otra.


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Fig. 3.25

Ribosa Guanine

Citosina

Adenine

Uracilo

nucleótido

Enlace fosfodiéster

Ribosa

Ribosa

Ribosa

4iferencias entre


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4iferencias entrelos dos ácidos nucleicos

• Las moléculas de los ácidos nucleicosdi6eren en:

– la secuencia de nucletidos

– en el porciento de cada nucletido

– el n3mero total de moléculas denucletidos.

L l id d 4?


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Los nucletidos de 4?

• deo!iadenosina D ;A D fosfatada(d5)

• deo!iguanosina D ;A D fosfatada(dJ5)

• deo!icitidina D ;A D fosfatada (d#5)

•

timidina D ;A

D fosfatada (75)

? l tid d >?


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?ucletidos de >?

• adenosina ;A fosfatada (5)

•

guanosina ;A

fosfatada (J5)

• citidina ;A fosfatada (#5)

• uridina ;A fofatada (+5)

Bstructura del 4?


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Bstructura del 4?

• Bl 4? es una molécula doble con dospolinucletidos complementarios 2ue se arreglanformando una hélice.

•

Los polinucletidos se unen entre si por enlaces dehidrgeno 2ue se forman entre las bases 2ue soncomplementarias. – adenina con timina 2ue se unen por dos enlaces

– guanina con citocina 2ue se unen por tresenlaces

• Las bases 2uedan en el centro de la molécula y las

a"3cares alternan con los fosfatos de manera


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BS7>+#7+> 4BL 4?


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+ i d l tid


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+nin de nucletidos

• Los nucletidos se unen por enlaces 2uímicosentre sí para formar los polinucletidos.

• ntes, son acti-ados por energía 2ue pro-ee el75 y se con-ierten en moléculas trifosfatadascon dos enlaces de alta energía.

• Bn la forma acti-ada se pueden usar a ni-el

celular como transportadores de energía a cortopla"o.

– Bl A& ,trifosfato de adenosina) es el nucletido acti-adomás utili"ado a ni-el celular como transportador de

energía.


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Adenina

Ribosa

3 grupos fosfato

ATP


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7i d >?


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7ipos de >?

• Bl >? se clasi6ca por su funcin en trestipos:

– mensa@ero (>?m) 8 copia el cdigo

genético del 4? y lo lle-a a losribosomas para la síntesis de proteínas.

– ribosomal (>?r) D es componente

estructural de los ribosomas.

– de transferencia (>?t) 8 lle-a los


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• 0(eratina 8 es el componenteestructural del pelo, las uCas, laspe"uCas y otras estructuras

animales.

• Actina 8 es una proteína contráctil

en el citoplasma 2ue forma partede los micro6lamentos delcitoes2ueleto y del sarcmero de

los m3sculos


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>BGB>B?#IS


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